量子力学 125 年：海森堡的突破改变了物理学！

量子力学 125 年：海森堡的突破改变了物理学！

到 2025 年，量子力学将迎来 100 岁生日，这一里程碑是由维尔纳·海森堡 1925 年 7 月 29 日在《物理学杂志》上发表的开创性文章《运动学和机械关系的量子理论重新解释》发起的。海森堡当时年仅 23 岁，是哥廷根理论物理研究所的助理，彻底改变了人们对原子世界的理解。根据德国物理学会（DPG）的说法，这项工作代表了迈向一致理论的第一步，该理论将从根本上改变我们对物质最小组成部分的认识，而经典定律却越来越失败。 DPG强调，量子力学是科学史上的一个“神秘过程”，因为它不是基于单一发现，而是集体努力的结果。

量子力学的出现

海森堡提出的理论并不能立即被理解。与足球比赛的比较可以清楚地表明这一点：在正常比赛中，球的流动是可见的，但采用海森堡的方法，仍然不清楚球如何进入球门。他的理论绕过了经典力学的基本概念，专注于可测量的量，例如谱线的频率和强度，这对量子物理学至关重要。海森堡与他的同事马克斯·玻恩和帕斯夸尔·乔丹一起，在著名的“三人工作”中制定了复杂的数学结构，构成了量子力学的基础。

海森堡提出的理论引起了阿尔伯特·爱因斯坦和尼尔斯·玻尔等其他杰出物理学家的反应。当爱因斯坦用“砌体”来批评海森堡方法的复杂性和毫无根据时，路易斯·德布罗意则提出了他的波动假说，彻底改变了电子的性质。接下来的几年也取得了重大进展，例如薛定谔方程，它创立了波力学并证实了量子力学的数学适用性。

尽管量子力学本质上仍然被认为是神秘的，但海森堡的教义仍然对当今现代物理学的基础产生重大影响。世界各地的物理学家正在以量子力学的概念为基础，并将其应用于量子计算和密码学等领域，这被称为第二次量子革命。这些基于量子力学规则的技术有潜力带来与随着晶体管和激光器的发展而产生的第一次量子革命相当的社会变革。大声 自然 量子力学仍然是物理学中最受考验、同时也是最神秘的理论之一。